सह-उत्पादन

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आरेख पारंपरिक उत्पादन बनाम सह उत्पादन से होने वाली हानियों की तुलना करता है
एक श्रृंखला का हिस्सा
स्थायी ऊर्जा
A car drives past 4 wind turbines in a field, with more on the horizon
उर्जा संरक्षण
नवीकरणीय ऊर्जा
स्थायी परिवहन

सह-उत्पादन या संयुक्त ताप और शक्ति (सीएचपी) ताप इंजन[1] या विद्युत् केन्द्र का उपयोग एक ही समय में बिजली और उपयोगी ऊष्मा उत्पन्न करने के लिए होता है।

सह-उत्पादन ईंधन या ऊष्मा का अधिक कुशल उपयोग है, क्योंकि बिजली उत्पादन से अन्यथा शक्तिहीन ऊष्मा को कुछ उत्पादक उपयोग में लाया जाता है। संयुक्त ताप और शक्ति (सीएचपी) संयंत्र तापन के लिए अन्यथा शक्तिहीन तापीय ऊर्जा को पुनः प्राप्त करते हैं। इसे संयुक्त ताप और शक्ति कर्षण तापन भी कहा जाता है। छोटे संयुक्त ताप और शक्ति संयंत्र वितरित उत्पादन का एक उदाहरण हैं।[2] मध्यम तापमान (100–180 °C, 212–356 °F) पर सह-उत्पाद ताप का उपयोग शीतलन के लिए अवशोषण रेफ्रिजरेटर में भी किया जा सकता है।

उच्च तापमान वाली ऊष्मा की आपूर्ति सबसे पहले एक गैस या भाप टरबाइन संचालित जनरेटर चलाती है। परिणामी निम्न-तापमान अपशिष्ट ऊष्मा का उपयोग पानी या अंतरिक्ष को गर्म करने के लिए किया जाता है। छोटे पैमाने पर (सामान्य रूप से 1 मेगावाट से कम), एक गैस इंजन या डीजल इंजन का उपयोग किया जा सकता है। भू-तापीय विद्युत संयंत्रों में सह-उत्पादन भी सामान्य है क्योंकि वे प्रायः अपेक्षाकृत निम्न श्रेणी की ऊष्मा उत्पन्न करते हैं। विद्युत उत्पादन के लिए स्वीकार्य तापीय दक्षता तक पहुंचने के लिए द्विआधारी चक्र आवश्यक हो सकते हैं। एनआईएमबीवाई के रूप में परमाणु ऊर्जा संयंत्र में सह-उत्पादन सामान्य रूप से कम नियोजित होता है और सुरक्षा कारणों से प्रायः उन्हें तुलनीय रासायनिक ऊर्जा संयंत्रों की तुलना में जनसंख्या केंद्रों से दूर रखा जाता है और संचरण हानियों के कारण कम जनसंख्या घनत्व वाले क्षेत्रों में विशिष्टता वाला क्षेत्र तापन कम कुशल होता है।

विद्युत उत्पादन के कुछ प्रारम्भिक प्रतिष्ठानों में सह-उत्पादन का अभ्यास किया गया था। केंद्रीय स्टेशनों द्वारा विद्युत वितरित करने से पहले, अपनी स्वयं की विद्युत उत्पन्न करने वाले उद्योग प्रक्रिया तापन के लिए निकास भाप का उपयोग करते थे। बड़े कार्यालय और अपार्टमेंट की इमारतें, होटल और स्टोर सामान्य रूप से अपनी स्वयं की शक्ति उत्पन्न करते हैं और ऊष्मा उत्पन्न करने के लिए अपशिष्ट भाप का उपयोग करते हैं। शीघ्रता खरीदी गई विद्युत की उच्च कीमत के कारण, उपयोगिता विद्युत उपलब्ध होने के बाद ये संयुक्त ताप और शक्ति संचालन कई वर्षों तक जारी रहे।[3]

अवलोकन

File:Masnedø power station.jpg
डेनमार्क में मासनेडो संयुक्त ताप और शक्ति पावर स्टेशन। यह स्टेशन ईंधन के रूप में पुआल जलाता है। आस-पास के ग्रीनहाउस को संयंत्र से विशिष्टता वाला क्षेत्र तापन द्वारा गर्म किया जाता है।

कई प्रक्रिया उद्योगों, जैसे कि रासायनिक संयंत्र, तेल शोधशाला और लुगदी और कागज मिलों को रासायनिक रिएक्टर ों, आसवन स्तंभों, भाप सुखाने वालों और अन्य उपयोगों जैसे संचालन के लिए बड़ी मात्रा में प्रक्रिया ऊष्मा की आवश्यकता होती है। यह ऊष्मा, जो सामान्य रूप से भाप के रूप में उपयोग की जाती है, सामान्य रूप से तापन में उपयोग किए जाने वाले कम दबावों पर उत्पन्न की जा सकती है, या बहुत अधिक दबाव में उत्पन्न की जा सकती है और विद्युत उत्पन्न करने के लिए पहले एक टरबाइन के माध्यम से पारित की जा सकती है। टर्बाइन में भाप का दबाव और तापमान कम हो जाता है क्योंकि भाप की आंतरिक ऊर्जा कार्य में परिवर्तित हो जाती है। टर्बाइन से निकलने वाली निम्न दाब वाली भाप का उपयोग प्रक्रिया ऊष्मा के लिए किया जा सकता है।

ताप विद्युत केंद्र पर भाप टर्बाइनों को सामान्य रूप से उच्च दबाव वाली भाप को खिलाने के लिए डिज़ाइन किया जाता है, जो परिवेश के तापमान से कुछ डिग्री ऊपर और पारा के पूर्ण दबाव के कुछ मिलीमीटर पर चलने वाले कंडेनसर में टरबाइन से बाहर निकलता है। (इसे संघनित टर्बाइन कहा जाता है।) सभी व्यावहारिक उद्देश्यों के लिए इस भाप में संघनित होने से पहले नगण्य उपयोगी ऊर्जा होती है। सह-उत्पादन के लिए स्टीम टर्बाइन को टर्बाइन के कई चरणों से गुजरने के बाद कम दबाव पर कुछ भाप के निष्कर्षण के लिए डिज़ाइन किया गया है, जिसमें टर्बाइन के माध्यम से एक कंडेनसर के लिए अन-एक्सट्रैक्टेड स्टीम चल रहा है। इस स्थिति में, निकाली गई भाप टरबाइन के डाउनस्ट्रीम चरणों में एक यांत्रिक शक्ति हानि कारक का कारण बनती है। या वे बैक प्रेशर (गैर-संघनक) पर अंतिम निकास के लिए निष्कर्षण के साथ या बिना डिजाइन किए गए हैं।[4][5] निकाली गई या निकास भाप का उपयोग प्रक्रिया तापन के लिए किया जाता है। सामान्य प्रक्रिया ताप स्थितियों में भाप में अभी भी काफी मात्रा में तापीय धारिता होती है जिसका उपयोग विद्युत उत्पादन के लिए किया जा सकता है, इसलिए सह-उत्पादन की एक अवसर कीमत होती है।

पेपर मिल में एक विशिष्ट विद्युत उत्पादन टरबाइन में 160 psig (1.103 MPa) और 60 psig (0.41 MPa) का निष्कर्षण दबाव हो सकता है। एक सामान्य बैक प्रेशर 60 psig (0.41 MPa) हो सकता है। व्यवहार में ये दबाव प्रत्येक सुविधा के लिए कस्टम रूप से डिज़ाइन किए गए हैं। इसके विपरीत, शीर्ष अंत में विद्युत उत्पन्न करने के लिए पर्याप्त उच्च दबाव के अतिरिक्त औद्योगिक उद्देश्यों के लिए केवल प्रक्रिया भाप उत्पन्न करने की भी एक अवसर कीमत होती है (देखें: स्टीम टर्बाइन#स्टीम आपूर्ति और निकास की स्थिति)। उच्च दबाव वाले बॉयलरों, टर्बाइनों और जनरेटरों की पूंजी और परिचालन कीमत पर्याप्त है। यह उपकरण सामान्य रूप से निरंतर उत्पादन संचालित होता है, जो सामान्य रूप से स्व-निर्मित शक्ति को बड़े पैमाने पर संचालन तक सीमित करता है।

File:Metz biomass power station.jpg
मेट्स ़, फ्रांस में एक सह-उत्पादन प्लांट। 45MW बॉयलर ऊर्जा स्रोत के रूप में बेकार लकड़ी के बायोमास का उपयोग करता है, जो 30,000 आवास ों के लिए विद्युत और ऊष्मा प्रदान करता है।

एक संयुक्त चक्र (जिसमें कई ऊष्मप्रवैगिकी चक्र विद्युत का उत्पादन करते हैं), विद्युत संयंत्र के निचले चक्र के कंडेनसर (ऊष्मा हस्तांतरण) के रूप में तापन प्रणाली का उपयोग करके ऊष्मा निकालने के लिए भी उपयोग किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, मास्को में RU-25 MHD जनरेटर ने एक पारंपरिक स्टीम पॉवरप्लांट के लिए एक बॉयलर को गर्म किया, जिसका कंडेनसेट तब अंतरिक्ष में ऊष्मा के लिए उपयोग किया गया था। एक अधिक आधुनिक प्रणाली प्राकृतिक गैस द्वारा संचालित गैस टर्बाइन का उपयोग कर सकती है, जिसका निकास एक भाप संयंत्र को शक्ति देता है, जिसका घनीभूत ऊष्मा प्रदान करता है। एक संयुक्त चक्र विद्युत इकाई पर आधारित सह-उत्पादन संयंत्रों में 80% से अधिक तापीय क्षमता हो सकती है।

संयुक्त ताप और शक्ति (कभी-कभी उपयोगिता कारक कहा जाता है) की व्यवहार्यता, विशेष रूप से छोटे संयुक्त ताप और शक्ति प्रतिष्ठानों में, ऑन-साइट (या निकट साइट) विद्युत मांग और ऊष्मा की मांग दोनों के संदर्भ में, संचालन के अच्छे बेसलोड पर निर्भर करती है। व्यवहार में, ऊष्मा और विद्युत की आवश्यकताओ के बीच एक सटीक मेल संभव्यता ही कभी सम्मिलित होता है। एक संयुक्त ताप और शक्ति संयंत्र या तो ऊष्मा (ऊष्मा संचालित संचालन) की आवश्यकता को पूरा कर सकता है या विद्युत संयंत्र के रूप में अपनी अपशिष्ट ऊष्मा के कुछ उपयोग के साथ चलाया जा सकता है, बाद वाला इसके उपयोग कारक के स्थिति में कम फायदेमंद होता है और इस प्रकार इसकी समग्र दक्षता होती है। व्यवहार्यता बहुत बढ़ सकती है जहां उत्थान के अवसर सम्मिलित हैं। ऐसे स्थितियो में, संयुक्त ताप और शक्ति संयंत्र से निकलने वाली ऊष्मा का उपयोग अवशोषण चिलर के माध्यम से शीतलन प्रदान करने के लिए प्राथमिक ऊर्जा स्रोत के रूप में भी किया जाता है।

संयुक्त ताप और शक्ति सबसे अधिक कुशल होता है जब ऊष्मा का उपयोग साइट पर या इसके बहुत करीब किया जा सकता है। कुल दक्षता कम हो जाती है जब ऊष्मा को लंबी दूरी पर पहुंचाया जाना चाहिए। इसके लिए अत्यधिक इंसुलेटेड पाइपों की आवश्यकता होती है, जो महंगे और अक्षम होते हैं; जबकि विद्युत को तुलनात्मक रूप से सरल तार के साथ और समान ऊर्जा हानि के लिए अधिक लंबी दूरी तक प्रेषित किया जा सकता है।

एक कार इंजन सर्दियों में संयुक्त ताप और शक्ति संयंत्र बन जाता है जब अस्वीकार की गई ऊष्मा वाहन के इंटीरियर को गर्म करने के लिए उपयोगी होती है। उदाहरण उस बिंदु को दिखाता है कि संयुक्त ताप और शक्ति की तैनाती ऊष्मा इंजन के आसपास ऊष्मा के उपयोग पर निर्भर करती है।

थर्मली बढ़ी हुई तेल की पुनर्प्राप्ति (TEOR) प्लांट प्रायः पर्याप्त मात्रा में अतिरिक्त विद्युत का उत्पादन करते हैं। विद्युत उत्पन्न करने के बाद, ये संयंत्र बचे हुए भाप को भारी तेल के कुओं में पंप करते हैं ताकि तेल अधिक आसानी से प्रवाहित हो सके, जिससे उत्पादन में वृद्धि हो।

सह-उत्पादन प्लांट सामान्य रूप से शहरों के विशिष्टता वाला क्षेत्र तापन प्रणाली, बड़ी इमारतों (जैसे अस्पताल, होटल, जेल) के केंद्रीय तापन प्रणाली में पाए जाते हैं और सामान्य रूप से प्रक्रिया पानी, शीतलन, भाप उत्पादन या कार्बन डाइऑक्साइड के लिए तापीय उत्पादन प्रक्रियाओं में उद्योग में उपयोग किए जाते हैं।2निषेचन।

ट्राइजेनेरेशन या कंबाइंड कूलिंग, हीट एंड पावर (CCHP) विद्युत के एक साथ उत्पादन और ईंधन या सौर ताप संग्राहक के दहन से उपयोगी तापन और कूलिंग को संदर्भित करता है। विद्युत, ऊष्मा और औद्योगिक रसायनों (जैसे, संयुक्त चक्र # प्राकृतिक गैस एकीकृत विद्युत और सिनगैस (हाइड्रोजन) उत्पादन चक्र) को एक साथ उत्पन्न करने वाली विद्युत प्रणालियों पर सह-उत्पादन और ट्राइजेनरेशन भी लागू किया जा सकता है। ट्राइजेनेरेशन सह-उत्पादन से अलग है जिसमें अपशिष्ट ऊष्मा का उपयोग तापन और कूलिंग दोनों के लिए किया जाता है, सामान्य रूप से एक अवशोषण रेफ्रिजरेटर में। सह-उत्पादन या पारंपरिक विद्युत संयंत्रों की तुलना में संयुक्त शीतलन, ऊष्मा और विद्युत प्रणालियां उच्च समग्र क्षमता प्राप्त कर सकती हैं। संयुक्त राज्य अमेरिका में, इमारतों में ट्राइजेनेरेशन के अनुप्रयोग को बिल्डिंग कूलिंग, तापन और पावर कहा जाता है। तापन और कूलिंग आउटपुट आवश्यकता और प्रणाली निर्माण के आधार पर समवर्ती या वैकल्पिक रूप से संचालित हो सकते हैं।

पौधों के प्रकार

File:Hanasaari B.jpg
कोयला से चलने वाला सह-उत्पादन पावर प्लांट

टॉपिंग साइकिल प्लांट मुख्य रूप से स्टीम टर्बाइन से विद्युत का उत्पादन करते हैं। आंशिक रूप से विस्तारित भाप को एक उपयुक्त तापमान स्तर पर तापन कंडेनसर में संघनित किया जाता है जो उपयुक्त है उदा। विशिष्टता वाला क्षेत्र तापन या पानी अलवणीकरण ।

बॉटमिंग साइकिल प्लांट औद्योगिक प्रक्रियाओं के लिए उच्च तापमान की ऊष्मा उत्पन्न करते हैं, फिर एक अपशिष्ट ऊष्मा वसूली इकाई बॉयलर एक इलेक्ट्रिकल प्लांट को फीड करता है। बॉटमिंग साइकिल संयंत्रों का उपयोग केवल औद्योगिक प्रक्रियाओं में किया जाता है जिसके लिए बहुत अधिक तापमान की आवश्यकता होती है जैसे कांच और धातु निर्माण के लिए भट्टियां, इसलिए वे कम सामान्य हैं।

बड़े सह-उत्पादन प्रणाली एक औद्योगिक स्थल या पूरे शहर के लिए गर्म पानी और विद्युत प्रदान करते हैं। सामान्य संयुक्त ताप और शक्ति संयंत्र प्रकार हैं:

  • गैस टर्बाइन संयुक्त ताप और शक्ति संयंत्र गैस टर्बाइनों की ग्रिप गैस में अपशिष्ट ऊष्मा का उपयोग करते हैं। उपयोग किया जाने वाला ईंधन सामान्य रूप से प्राकृतिक गैस है।
  • गैस इंजन संयुक्त ताप और शक्ति संयंत्र एक प्रत्यागामी गैस इंजन का उपयोग करते हैं, जो सामान्य रूप से लगभग 5 मेगावाट तक के गैस टरबाइन की तुलना में अधिक प्रतिस्पर्धी होता है। उपयोग किया जाने वाला गैसीय ईंधन सामान्य रूप से प्राकृतिक गैस है। इन संयंत्रों को सामान्य रूप से पूरी तरह से पैक की गई इकाइयों के रूप में निर्मित किया जाता है जिन्हें साइट की गैस आपूर्ति, विद्युत वितरण नेटवर्क और तापन प्रणाली के सरल संयोजन के साथ प्लांटरूम या बाहरी संयंत्र परिसर में स्थापित किया जा सकता है। विशिष्ट आउटपुट और दक्षता देखें [6] विशिष्ट बड़ा उदाहरण देखें [7]
  • जैव ईंधन संयुक्त ताप और शक्ति संयंत्र एक अनुकूलित पारस्परिक गैस इंजन या डीजल इंजन का उपयोग करते हैं, जिसके आधार पर जैव ईंधन का उपयोग किया जा रहा है, और अन्यथा गैस इंजन संयुक्त ताप और शक्ति संयंत्र के डिजाइन में बहुत समान हैं। जैव ईंधन का उपयोग करने का लाभ कम जीवाश्म ईंधन की खपत में से एक है और इस प्रकार कार्बन उत्सर्जन कम हो जाता है। इन संयंत्रों को सामान्य रूप से पूरी तरह से पैक की गई इकाइयों के रूप में निर्मित किया जाता है जिन्हें साइट के विद्युत वितरण और तापन प्रणाली के सरल संयोजन के साथ प्लांटरूम या बाहरी प्लांट परिसर में स्थापित किया जा सकता है। एक अन्य संस्करण लकड़ी गैसीफायर संयुक्त ताप और शक्ति संयंत्र है जिससे शून्य ऑक्सीजन उच्च तापमान वातावरण में लकड़ी की गोली या लकड़ी चिप जैव ईंधन गैसीकृत होता है; परिणामी गैस का उपयोग तब गैस इंजन को चलाने के लिए किया जाता है।
  • संयुक्त ताप और शक्ति के लिए अनुकूलित संयुक्त चक्र विद्युत संयंत्र
  • पिघला हुआ कार्बोनेट ईंधन कोशिकाओं और ठोस ऑक्साइड ईंधन कोशिकाओं में गर्म निकास होता है, जो तापन के लिए बहुत उपयुक्त होता है।
  • स्टीम टर्बाइन संयुक्त ताप और शक्ति प्लांट जो स्टीम टर्बाइन के लिए स्टीम कंडेनसर के रूप में तापन प्रणाली का उपयोग करते हैं
  • परमाणु ऊर्जा परमाणु ऊर्जा संयंत्र, अन्य भाप टरबाइन विद्युत संयंत्रों के समान, आंशिक रूप से विस्तारित भाप को तापन प्रणाली में ब्लीड करने के लिए टर्बाइनों में निष्कर्षण के साथ लगाया जा सकता है। 95 °C के तापन प्रणाली तापमान के साथ प्रत्येक मेगावाट विद्युत की हानि के लिए लगभग 10 मेगावाट ऊष्मा निकालना संभव है। 130 °C के तापमान के साथ लाभ थोड़ा कम होता है, प्रत्येक MWe के नुकसान के लिए लगभग 7 MW।[8] सह-उत्पादन विकल्पों की समीक्षा में है [9] चेक रिसर्च टीम ने एक टेपलेटर प्रणाली का प्रस्ताव दिया जहां आवासीय तापन के उद्देश्य के लिए खर्च की गई ईंधन छड़ों से ऊष्मा की वसूली की जाती है।[10]

छोटी सह-उत्पादन इकाइयां एक प्रत्यागामी इंजन या स्टर्लिंग इंजन का उपयोग कर सकती हैं। ऊष्मा निकास और रेडिएटर से हटा दी जाती है। प्रणालियाँ छोटे आकार में लोकप्रिय हैं क्योंकि छोटे गैस और डीजल इंजन छोटे गैस- या तेल से चलने वाले भाप-विद्युत संयंत्रों की तुलना में कम खर्चीले हैं।

कुछ सह-उत्पादन प्लांट बायोमास द्वारा जलाए जाते हैं,[11] या औद्योगिक और नगरपालिका ठोस अपशिष्ट (भस्मीकरण देखें)। कुछ संयुक्त ताप और शक्ति संयंत्र अपशिष्ट गैस का उपयोग विद्युत और ऊष्मा उत्पादन के लिए ईंधन के रूप में करते हैं। अपशिष्ट गैसें पशु अपशिष्ट , लैंडफिल गैस , फायरडैम्प , सीवेज गैस और ज्वलनशील औद्योगिक अपशिष्ट गैस से गैस हो सकती हैं।[12] कुछ सह-उत्पादन प्लांट तकनीकी और पर्यावरणीय प्रदर्शन को और अधिकतम अच्छा बनाने के लिए गैस और सौर फोटोवोल्टिक उत्पादन को मिलाते हैं।[13] इस तरह के हाइब्रिड प्रणाली को भवन स्तर तक बढ़ाया जा सकता है[14] और यहां तक ​​कि व्यक्तिगत घरों।[15]


माइक्रोसीएचपी

सूक्ष्म संयुक्त ताप और शक्ति या 'माइक्रो सह-उत्पादन' एक तथाकथित वितरित ऊर्जा संसाधन (डीईआर) है। स्थापना सामान्य रूप से 5 वाट से कम है # इलेक्ट्रिक पावर उद्योग में सम्मेलन | किलोवाटeएक घर या छोटे व्यवसाय में। अंतरिक्ष या पानी को गर्म करने के लिए ईंधन जलाने के अतिरिक्त, कुछ ऊर्जा ऊष्मा के अलावा विद्युत में परिवर्तित हो जाती है। इस विद्युत का उपयोग घर या व्यवसाय के भीतर किया जा सकता है या, यदि ग्रिड प्रबंधन द्वारा स्वीकृति दी जाती है, तो इसे इलेक्ट्रिक पावर ग्रिड में वापस बेच दिया जाता है।

डेल्टा-ईई सलाहकारों ने 2013 में कहा था कि 64% वैश्विक बिक्री के साथ ईंधन सेल सूक्ष्म-संयुक्त ऊष्मा और विद्युत ने 2012 में बिक्री में पारंपरिक प्रणालियों को पार कर लिया।[16] 2012 में Ene Farm परियोजना के तहत जापान में कुल मिलाकर 20,000 इकाइयाँ बेची गईं। लगभग 60,000 घंटे के सेवा जीवन के साथ। पीईएम ईंधन सेल इकाइयों के लिए, जो रात में बंद हो जाती हैं, यह दस से पंद्रह वर्षों के अनुमानित जीवनकाल के बराबर होती है।[17] स्थापना से पहले $22,600 की कीमत के लिए।[18] 2013 के लिए 50,000 इकाइयों के लिए एक राज्य सब्सिडी है।[17]

MicroCHP प्रतिष्ठान पांच अलग-अलग तकनीकों का उपयोग करते हैं: माइक्रोटर्बाइन , आंतरिक दहन इंजन, स्टर्लिंग इंजन, बंद-चक्र भाप इंजन और ईंधन सेल । एक लेखक ने 2008 में संकेत दिया कि स्टर्लिंग इंजन पर आधारित माइक्रोसीएचपी कार्बन उत्सर्जन को कम करने में तथाकथित माइक्रोजेनरेशन तकनीकों में सबसे अधिक कीमत प्रभावी है।[19] Ecuity Consulting की 2013 की यूके रिपोर्ट में कहा गया है कि MCHP घरेलू स्तर पर ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए गैस का उपयोग करने का सबसे अधिक कीमत प्रभावी तरीका है।[20][21] हालांकि, पारस्परिक इंजन प्रौद्योगिकी में प्रगति विशेष रूप से बायोगैस क्षेत्र में संयुक्त ताप और शक्ति संयंत्रों में दक्षता जोड़ रही है।[22] जैसा कि मिनीसीएचपी और संयुक्त ताप और शक्ति दोनों उत्सर्जन को कम करने के लिए दिखाए गए हैं [23] वे सीओ के क्षेत्र में बड़ी भूमिका निभा सकते हैं2 इमारतों से कटौती, जहां इमारतों में संयुक्त ताप और शक्ति का उपयोग करके 14% से अधिक उत्सर्जन को बचाया जा सकता है।[24] कैम्ब्रिज विश्वविद्यालय ने 2017 में एक कीमत प्रभावी भाप इंजन माइक्रोसीएचपी प्रोटोटाइप की सूचना दी जिसमें आने वाले दशकों में व्यावसायिक रूप से प्रतिस्पर्धी होने की क्षमता है।[25] हाल ही में, कुछ निजी घरों में, सूक्ष्म संयुक्त ऊष्मा और विद्युत#ईंधन सेल|ईंधन सेल माइक्रो-संयुक्त ताप और शक्ति संयंत्र पाए जा सकते हैं, जो हाइड्रोजन, या प्राकृतिक गैस या एलपीजी के रूप में अन्य ईंधन पर काम कर सकते हैं।[26][27] प्राकृतिक गैस पर चलते समय, यह ईंधन सेल में उपयोग करने से पहले प्राकृतिक गैस को हाइड्रोजन में परिवर्तित करने के लिए प्राकृतिक गैस के मीथेन सुधारक पर निर्भर करता है। इसलिए यह अभी भी उत्सर्जित करता है CO2 (प्रतिक्रिया देखें) लेकिन (अस्थायी रूप से) इस पर चलना तब तक एक अच्छा समाधान हो सकता है जब तक कि (प्राकृतिक गैस) पाइपिंग प्रणाली के माध्यम से हाइड्रोजन का वितरण प्रारंभ नहीं हो जाता।

एक अन्य माइक्रोसीएचपी उदाहरण एक प्राकृतिक गैस या प्रोपेन ईंधन वाली विद्युत उत्पादन संघनक भट्टी है। यह सह-उत्पादन की ईंधन बचत तकनीक को जोड़ती है जिसका अर्थ है विद्युत शक्ति का उत्पादन और दहन के एकल स्रोत से उपयोगी ऊष्मा। कंडेनसिंग फर्नेस (केंद्रीय ताप) एक सेकेंडरी हीट एक्सचेंजर के साथ एक मजबूर-वायु गैस प्रणाली है जो जल वाष्प से ऊष्मा को ठीक करने के साथ-साथ दहन उत्पादों से परिवेश के तापमान तक ऊष्मा को निकालने की स्वीकृति देती है। चिमनी को पानी की नाली से परिवर्तित कर दिया जाता है और इमारत के किनारे की ओर निकल जाता है।

ट्राइजेनरेशन

File:Trigeneration Cycle.jpg
त्रिजनन चक्र

विद्युत, ऊष्मा और ठंड उत्पन्न करने वाले पौधे को ट्राइजेनरेशन कहा जाता है[28] या पॉलीजेनरेशन प्लांट। अवशोषण चिलर या अधिशोषण चिलर से जुड़ी सह-उत्पादन प्रणालियाँ प्रशीतन के लिए अपशिष्ट ऊष्मा का उपयोग करती हैं।[29]


संयुक्त ऊष्मा और विद्युत विशिष्टता वाला क्षेत्र तापन

See also: District heating

संयुक्त राज्य अमेरिका में, समेकित एडिसन अपने सात सह-उत्पादन संयंत्रों के माध्यम से हर साल 66 बिलियन किलोग्राम 350 °F (180 °C) भाप का वितरण मैनहट्टन की 100,000 इमारतों में करता है—जो संयुक्त राज्य अमेरिका का सबसे बड़ा भाप विशिष्टता वाला क्षेत्र है। चरम वितरण 10 मिलियन पाउंड प्रति घंटा (या लगभग 2.5 GW) है।[30][31]


औद्योगिक संयुक्त ताप और शक्ति

लुगदी और पेपर मिलों, रिफाइनरियों और रासायनिक संयंत्रों में सह-उत्पादन अभी भी सामान्य है। इस औद्योगिक सह-उत्पादन/संयुक्त ताप और शक्ति में, ऊष्मा सामान्य रूप से उच्च तापमान (100 डिग्री सेल्सियस से ऊपर) पर पुनर्प्राप्त की जाती है और प्रक्रिया भाप या सुखाने के कर्तव्यों के लिए उपयोग की जाती है। यह निम्न-श्रेणी के अपशिष्ट ऊष्मा की तुलना में अधिक मूल्यवान और लचीला है, लेकिन विद्युत उत्पादन में सामान्य कमी है। स्थिरता पर बढ़ते फोकस ने औद्योगिक संयुक्त ताप और शक्ति को और अधिक आकर्षक बना दिया है, क्योंकि यह साइट पर भाप उत्पन्न करने या ईंधन जलाने और ग्रिड से विद्युत आयात करने की तुलना में कार्बन पदचिह्न को काफी कम कर देता है।

छोटी औद्योगिक सह-उत्पादन इकाइयों की उत्पादन क्षमता 5 मेगावाट - 25 मेगावाट है और कार्बन उत्सर्जन को कम करने के लिए विभिन्न प्रकार के दूरस्थ अनुप्रयोगों के लिए व्यवहार्य ऑफ-ग्रिड विकल्प का प्रतिनिधित्व करती है।[32]


उपयोगिता दबाव बनाम स्वयं उत्पन्न औद्योगिक

औद्योगिक सह-उत्पादन संयंत्र सामान्य रूप से उपयोगिताओं की तुलना में बहुत कम बॉयलर दबावों पर काम करते हैं। कारणों में से हैं: 1) सह-उत्पादन प्लांट्स को रिटर्न कंडेनसेट के संभावित संदूषण का सामना करना पड़ता है। क्योंकि सह-उत्पादन संयंत्रों से बॉयलर फ़ीड पानी में 100% संघनित विद्युत संयंत्रों की तुलना में बहुत कम वापसी दर होती है, इसलिए उद्योगों को सामान्य रूप से आनुपातिक रूप से अधिक बॉयलर मेक-अप पानी का उपचार करना पड़ता है। बॉयलर फीड वॉटर पूरी तरह से ऑक्सीजन मुक्त और डी-मिनरलाइज्ड होना चाहिए, और दबाव जितना अधिक होगा, फीड वॉटर की शुद्धता का स्तर उतना ही महत्वपूर्ण होगा।[5]2) उपयोगिताएँ सामान्य रूप से उद्योग की तुलना में बड़े पैमाने पर विद्युत होती हैं, जो उच्च दबाव की उच्च पूंजीगत कीमतों को ऑफसेट करने में मदद करती हैं। 3) औद्योगिक संचालन की तुलना में यूटिलिटीज में तेज लोड स्विंग होने की संभावना कम होती है, जो इकाइयों को बंद करने या प्रारंभ करने से निपटते हैं जो भाप या विद्युत की मांग के महत्वपूर्ण प्रतिशत का प्रतिनिधित्व कर सकते हैं।

ऊष्मा वसूली भाप जनरेटर

एक ऊष्मा पुनः प्राप्त करने वाला भाप जेनरेटार (HRSG) एक स्टीम बॉयलर है जो पानी को गर्म करने और भाप उत्पन्न करने के लिए संयुक्त ताप और शक्ति संयंत्र में गैस टर्बाइनों या प्रत्यागामी इंजनों से गर्म निकास गैस ों का उपयोग करता है। भाप, बदले में, भाप टरबाइन को चलाती है या औद्योगिक प्रक्रियाओं में उपयोग की जाती है जिसमें ऊष्मा की आवश्यकता होती है।

CHP उद्योग में उपयोग किए जाने वाले HRSG निम्नलिखित मुख्य विशेषताओं द्वारा पारंपरिक भाप जनरेटर से अलग हैं:

  • HRSG को गैस टर्बाइन या प्रत्यागामी इंजन की विशिष्ट विशेषताओं के आधार पर डिज़ाइन किया गया है जिससे इसे जोड़ा जाएगा।
  • चूंकि निकास गैस का तापमान अपेक्षाकृत कम होता है, ऊष्मा संचरण मुख्य रूप से संवहन के माध्यम से पूरा किया जाता है।
  • निकास गैस का वेग सिर के नुकसान को कम रखने की आवश्यकता से सीमित होता है। इस प्रकार, संचरण गुणांक कम है, जो एक बड़े ताप सतह क्षेत्र की मांग करता है।
  • चूँकि गर्म गैसों और गर्म किए जाने वाले द्रव (भाप या पानी) के बीच तापमान का अंतर कम होता है, और ताप संचरण गुणांक भी कम होता है, बाष्पीकरणकर्ता और अर्थशास्त्री को प्लेट फिन हीट एक्सचेंजर्स के साथ डिज़ाइन किया जाता है।

बायोमास का प्रयोग कर सह उत्पादन

बायोमास किसी भी पौधे या पशु पदार्थ को संदर्भित करता है जिसमें ऊष्मा या विद्युत के स्रोत के रूप में पुन: उपयोग किया जा सकता है, जैसे गन्ना , वनस्पति तेल, लकड़ी, जैविक अपशिष्ट और भोजन या कृषि उद्योगों से अवशेष। बायोमास से ऊर्जा उत्पादन के स्थिति में ब्राजील को अब विश्व संदर्भ माना जाता है।[33] विद्युत उत्पादन के लिए बायोमास के उपयोग में एक बढ़ता हुआ क्षेत्र चीनी और अल्कोहल क्षेत्र है, जो मुख्य रूप से तापीय पावर स्टेशन और विद्युत उत्पादन के लिए ईंधन के रूप में गन्ने की खोई का उपयोग करता है। [34]


चीनी और शराब क्षेत्र में विद्युत सह उत्पादन

गन्ना उद्योग में, सह-उत्पादन को चीनी शोधन के खोई अवशेषों द्वारा ईंधन दिया जाता है, जिसे भाप बनाने के लिए जलाया जाता है। कुछ भाप को एक टर्बाइन के माध्यम से भेजा जा सकता है जो एक जनरेटर को घुमाता है, जिससे विद्युत शक्ति उत्पन्न होती है।[35] ब्राजील में स्थित गन्ना उद्योगों में ऊर्जा सह-उत्पादन एक ऐसी प्रथा है जो पिछले वर्षों में बढ़ रही है। चीनी और शराब क्षेत्र में ऊर्जा सह-उत्पादन को अपनाने के साथ, गन्ना उद्योग संचालित करने के लिए आवश्यक विद्युत ऊर्जा की आपूर्ति करने में सक्षम हैं, और एक अधिशेष उत्पन्न करते हैं जिसका व्यावसायीकरण किया जा सकता है।[36][37]


गन्ने की खोई का प्रयोग कर सह उत्पादन के लाभ

प्राकृतिक गैस जैसे जीवाश्म ईंधन आधारित ताप विद्युत संयंत्रों के माध्यम से विद्युत उत्पादन की तुलना में, गन्ने की खोई का उपयोग करने वाली ऊर्जा उत्पादन में कमी के कारण पर्यावरणीय लाभ हैं। CO2 उत्सर्जन।[38] पर्यावरणीय लाभों के अलावा, गन्ने की खोई का उपयोग कर सह-उत्पादन, उत्पादित ऊर्जा के अंतिम गंतव्य के माध्यम से थर्मोइलेक्ट्रिक उत्पादन की तुलना में दक्षता के संदर्भ में लाभ प्रस्तुत करता है। जबकि थर्मोइलेक्ट्रिक उत्पादन में, उत्पादित ऊष्मा का हिस्सा नष्ट हो जाता है, सह-उत्पादन में इस ऊष्मा में उत्पादन प्रक्रियाओं में उपयोग होने की संभावना होती है, जिससे प्रक्रिया की समग्र दक्षता बढ़ जाती है।[38]


गन्ने की खोई के प्रयोग से सह उत्पादन के नुकसान

गन्ने की खेती में, सामान्य रूप से पोटेशियम क्लोराइड (KCl) जैसे क्लोरीन की उच्च सांद्रता वाले पोटेशियम स्रोत का उपयोग किया जाता है। यह देखते हुए कि KCl को भारी मात्रा में लगाया जाता है, गन्ना क्लोरीन की उच्च सांद्रता को अवशोषित करता है।[39] इस अवशोषण के कारण जब गन्ने की खोई को जलाया जाता है तो डाइअॉॉक्सिन की शक्ति उत्पन्न होती है [39]और मिथाइल क्लोराइड [40] उत्सर्जित होना समाप्त होता है। डाइअॉॉक्सिन के स्थिति में, इन पदार्थों को बहुत ही विषैला और कैंसरकारी माना जाता है।[41][42][43] मिथाइल क्लोराइड के स्थिति में, जब यह पदार्थ उत्सर्जित होता है और समताप मंडल तक पहुँचता है, तो यह ओजोन परत के लिए बहुत हानिकारक होता है, क्योंकि क्लोरीन जब ओजोन अणु के साथ मिलकर एक उत्प्रेरक प्रतिक्रिया उत्पन्न करता है जिससे ओजोन लिंक टूट जाते हैं।[40]

प्रत्येक प्रतिक्रिया के बाद, क्लोरीन दूसरे ओजोन अणु के साथ एक विनाशकारी चक्र प्रारंभ करता है। इस तरह क्लोरीन का एक परमाणु हजारों ओजोन अणुओं को नष्ट कर सकता है। चूंकि ये अणु टूट रहे हैं, वे पराबैंगनी किरणों को अवशोषित करने में असमर्थ हैं। नतीजतन, यूवी विकिरण पृथ्वी पर अधिक तीव्र है और ग्लोबल वार्मिंग की स्थिति बिगड़ रही है।[40]


== ऊष्मा पंप == के साथ तुलना एक ताप पम्प की तुलना निम्न प्रकार से CHP इकाई से की जा सकती है। अगर, तापीय ऊर्जा की आपूर्ति के लिए, टर्बो-जनरेटर से निकलने वाली भाप को उच्च तापमान पर लिया जाना चाहिए, तो प्रणाली सबसे अधिक विद्युत का उत्पादन करेगा, खोई हुई विद्युत उत्पादन ऐसा है जैसे कि एक ऊष्मा पम्प का उपयोग करके समान ऊष्मा प्रदान करने के लिए उपयोग किया जाता है। कम उत्पादन तापमान और उच्च दक्षता पर चलने वाले जनरेटर से विद्युत शक्ति।[44] सामान्य रूप से विद्युत की हानि की प्रत्येक इकाई के लिए, लगभग 6 यूनिट ऊष्मा उपलब्ध कराई जाती है 90 °C (194 °F). इस प्रकार संयुक्त ताप और शक्ति के पास 6 के ताप पंप की तुलना में प्रदर्शन का एक प्रभावी गुणांक है। प्रदर्शन का गुणांक (सीओपी)।[45] हालांकि, दूर से संचालित ताप पंप के लिए, विद्युत वितरण नेटवर्क में 6% के क्रम के नुकसान पर विचार करने की आवश्यकता होगी। क्योंकि हानियाँ धारा के वर्ग के समानुपाती होती हैं, चरम अवधि के दौरान हानियाँ इससे कहीं अधिक होती हैं और यह संभावना है कि बड़े पैमाने पर (अर्थात् पूरे शहर में ताप पम्पों का प्रयोग) वितरण और पारेषण ग्रिडों के अतिभार का कारण होगा जब तक कि उन्हें पर्याप्त रूप से प्रबलित नहीं किया जाता।

हीट पम्प के साथ संयुक्त रूप से हीट संचालित ऑपरेशन चलाना भी संभव है, जहां अतिरिक्त विद्युत (ऊष्मा की मांग से परिभाषित कारक है)[clarification needed]) का उपयोग ऊष्मा पम्प को चलाने के लिए किया जाता है। जैसे-जैसे ऊष्मा की मांग बढ़ती है, ऊष्मा पम्प को चलाने के लिए अधिक विद्युत उत्पन्न होती है, साथ ही अपशिष्ट ऊष्मा भी ताप द्रव को गर्म करती है।

चूंकि ऊष्मा पम्पों की दक्षता गर्म अंत और ठंडे अंत तापमान के बीच के अंतर पर निर्भर करती है (दक्षता अंतर घटने के साथ बढ़ती है) यह अपेक्षाकृत निम्न श्रेणी के अपशिष्ट ताप को भी संयोजित करने के लिए उपयुक्त हो सकता है अन्यथा ताप पंपों के साथ घरेलू ताप के लिए अनुपयुक्त। उदाहरण के लिए, ठंडे पानी का पर्याप्त बड़ा जलाशय 15 °C (59 °F) के दौरान ठंडी हवा से खींचने वाले वायु स्रोत ताप पंपों की तुलना में इस तरह के जलाशय से निकलने वाले ताप पंपों की दक्षता में काफी सुधार कर सकता है −20 °C (−4 °F) रात। गर्मियों में जब एयर कंडीशनिंग और गर्म पानी दोनों की मांग होती है, तो वही पानी ए/सी इकाइयों द्वारा खारिज की गई अपशिष्ट ऊष्मा के लिए डंप और गर्म पानी प्रदान करने वाले ताप पंपों के स्रोत के रूप में भी काम कर सकता है। उन विचारों के पीछे हैं जिन्हें कभी-कभी एक ताप स्रोत का उपयोग करके ठंडा विशिष्टता वाला क्षेत्र तापन कहा जाता है जिसका तापमान सामान्य रूप से विशिष्टता वाला क्षेत्र तापन में नियोजित होता है।[46]


वितरित पीढ़ी

अधिकांश औद्योगिक देश बड़ी विद्युत शक्ति उत्पादन की क्षमता के साथ बड़ी केंद्रीकृत सुविधाओं में अपनी अधिकांश विद्युत शक्ति की आवश्यकता उत्पन्न करते हैं। इन संयंत्रों को पैमाने की अर्थव्यवस्था से लाभ होता है, लेकिन ट्रांसमिशन नुकसान के कारण लंबी दूरी पर विद्युत संचारित करने की आवश्यकता हो सकती है। सह-उत्पादन या ट्राइजेनरेशन उत्पादन स्थानीय मांग में सीमाओं के अधीन है और इस प्रकार कभी-कभी इसे कम करने की आवश्यकता हो सकती है (जैसे, मांग से मेल खाने के लिए ऊष्मा या ठंडा उत्पादन)। एक प्रमुख शहर में पुनर्जनन अनुप्रयोगों के साथ सह-उत्पादन का एक उदाहरण न्यूयॉर्क शहर भाप प्रणाली

ऊष्मीय दक्षता

स्टीम टर्बाइन पावर प्लांट्स या स्टीम टरबाइन प्लांट्स के साथ गैस टर्बाइन में ब्रेटन चक्र के स्थिति में प्रत्येक ताप इंजन कार्नाट चक्र या सबसेट रैंकिन चक्र की सैद्धांतिक दक्षता सीमा के अधीन है। भाप विद्युत उत्पादन के साथ अधिकांश दक्षता हानि भाप के वाष्पीकरण की एन्थैल्पी से जुड़ी होती है, जो तब ठीक नहीं होती जब एक टर्बाइन अपने कम तापमान और कंडेनसर को दबाव भाप को समाप्त कर देता है। (कंडेनसर के लिए विशिष्ट भाप कुछ मिलीमीटर पूर्ण दबाव पर और 5 डिग्री सेल्सियस/11 डिग्री फ़ारेनहाइट गर्म पानी के तापमान की तुलना में गर्म होती है, जो कंडेनसर की क्षमता पर निर्भर करती है।) सह-उत्पादन में यह भाप उच्च तापमान पर टरबाइन से बाहर निकलती है। जहां इसका उपयोग प्रक्रिया हीट, बिल्डिंग हीट या एब्जॉर्प्शन चिलर के साथ कूलिंग के लिए किया जा सकता है। इस ऊष्मा का अधिकांश भाग भाप के संघनित होने पर वाष्पीकरण की एन्थैल्पी से होता है।

एक सह-उत्पादन प्रणाली में तापीय दक्षता को इस प्रकार परिभाषित किया गया है:

कहाँ:

  • = तापीय दक्षता
  • = सभी प्रणालियों द्वारा कुल कार्य आउटपुट
  • = प्रणाली में कुल ताप इनपुट

ऊष्मा उत्पादन का उपयोग शीतलन के लिए भी किया जा सकता है (उदाहरण के लिए, गर्मियों में), एक अवशोषण चिलर के लिए धन्यवाद। यदि एक ही समय में शीतलन प्राप्त किया जाता है, तो एक पुनर्जनन प्रणाली में तापीय दक्षता को इस प्रकार परिभाषित किया जाता है:

कहाँ:

  • = तापीय दक्षता
  • = सभी प्रणालियों द्वारा कुल कार्य आउटपुट
  • = प्रणाली में कुल ताप इनपुट

विशिष्ट सह-उत्पादन मॉडल में किसी भी प्रणाली की तरह नुकसान होता है। नीचे ऊर्जा वितरण को कुल इनपुट ऊर्जा के प्रतिशत के रूप में दर्शाया गया है:[47]

  • विद्युत = 45%
  • हीट + कूलिंग = 40%
  • ऊष्मा का नुकसान = 13%
  • विद्युत लाइन हानियाँ = 2%

पारंपरिक केंद्रीय कोयला- या परमाणु-संचालित पावर स्टेशन अपनी इनपुट ऊष्मा का लगभग 33-45% विद्युत में परिवर्तित करते हैं।[48][5] ब्रेटन चक्र विद्युत संयंत्र 60% तक दक्षता पर काम करते हैं। पारंपरिक विद्युत संयंत्रों के स्थिति में, इस ऊष्मा का लगभग 10-15% बॉयलर के ढेर में नष्ट हो जाता है। अधिकांश शेष ऊष्मा टर्बाइनों से निम्न-श्रेणी के अपशिष्ट ताप के रूप में निकलती है, जिसका कोई महत्वपूर्ण स्थानीय उपयोग नहीं होता है, इसलिए इसे सामान्य रूप से पर्यावरण के लिए खारिज कर दिया जाता है, सामान्य रूप से कंडेनसर से गुजरने वाले पानी को ठंडा करने के लिए।[5]चूंकि टर्बाइन का निकास सामान्य रूप से परिवेश के तापमान से ठीक ऊपर होता है, सह-उत्पादन उद्देश्यों के लिए टर्बाइन से उच्च-तापमान भाप को अस्वीकार करने में कुछ संभावित विद्युत उत्पादन का त्याग किया जाता है।[49] सह-उत्पादन के लिए व्यावहारिक विद्युत उत्पादन और ऊष्मा का अंतिम उपयोग अपेक्षाकृत निकट निकटता (<2 किमी सामान्य रूप से) में होना चाहिए। तथापि एक छोटे से वितरित विद्युत जनरेटर की दक्षता एक बड़े केंद्रीय विद्युत संयंत्र से कम हो सकती है, स्थानीय तापन और कूलिंग के लिए इसकी अपशिष्ट ऊष्मा का उपयोग प्राथमिक ईंधन आपूर्ति के कुल उपयोग में 80% तक हो सकता है।[48]यह पर्याप्त वित्तीय और पर्यावरणीय लाभ प्रदान करता है।

कीमत

See also: Cost of electricity by source

सामान्य रूप से, एक गैस से चलने वाले संयंत्र के लिए प्रति किलोवाट विद्युत की पूरी तरह से स्थापित कीमत लगभग £400/kW (US$577) है, जो बड़े केंद्रीय विद्युत स्टेशनों के साथ तुलनीय है।[50]


इतिहास

यूरोप में सह-उत्पादन

File:Power plant at sunset.jpg
Ferrera Erbognone (Pavia प्रांत), इटली में एक सह-उत्पादन तापीय पावर प्लांट

यूरोपीय संघ ने संयुक्त ताप और शक्ति निर्देश के माध्यम से अपनी ऊर्जा नीति में सह-उत्पादन को सक्रिय रूप से शामिल किया है। सितंबर 2008 में यूरोपीय संसद के अर्बन लॉजमेंट इंटरग्रुप की एक सुनवाई में, ऊर्जा आयुक्त एंड्रिस पीबाल्ग्स को यह कहते हुए उद्धृत किया गया, "आपूर्ति की सुरक्षा वास्तव में ऊर्जा दक्षता से प्रारंभ होती है।"[51] यूरोपीय संघ के सह-उत्पादन डायरेक्टिव 2004/08/EC के प्रारम्भिक पैराग्राफ में ऊर्जा दक्षता और सह-उत्पादन को मान्यता दी गई है। यह निर्देश सह-उत्पादन का समर्थन करने और प्रति देश सह-उत्पादन क्षमताओं की गणना के लिए एक विधि स्थापित करने का इरादा रखता है। सह-उत्पादन का विकास पिछले कुछ वर्षों में बहुत असमान रहा है और पिछले दशकों में राष्ट्रीय परिस्थितियों का प्रभुत्व रहा है।

यूरोपीय संघ सह-उत्पादन का उपयोग करके अपनी विद्युत का 11% उत्पन्न करता है।[52] हालाँकि, सदस्य राज्यों के बीच 2% और 60% के बीच ऊर्जा बचत में भिन्नता के साथ बड़ा अंतर है। यूरोप में दुनिया की सबसे गहन सह-उत्पादन अर्थव्यवस्था वाले तीन देश हैं: डेनमार्क, नीदरलैंड और फ़िनलैंड।[53] 2012 में फिनलैंड में पारंपरिक ताप विद्युत संयंत्रों द्वारा उत्पन्न 28.46 TWH विद्युत शक्ति में से 81.80% सह-उत्पादन था।[54] अन्य यूरोपीय देश भी दक्षता बढ़ाने के लिए काफी प्रयास कर रहे हैं। जर्मनी ने बताया कि वर्तमान में, देश की कुल विद्युत मांग का 50% से अधिक सह-उत्पादन के माध्यम से प्रदान किया जा सकता है। अब तक, जर्मनी ने 2020 तक देश की विद्युत के 12.5% ​​से देश की विद्युत के 25% तक अपने विद्युत सह-उत्पादन को दोगुना करने का लक्ष्य रखा है और तदनुसार सहायक कानून पारित किया है।[55] यूके भी सक्रिय रूप से संयुक्त ताप और शक्ति का समर्थन कर रहा है। 2050 तक कार्बन डाइऑक्साइड उत्सर्जन में 60% की कमी हासिल करने के यूके के लक्ष्य के आलोक में, सरकार ने 2010 तक संयुक्त ताप और शक्ति से कम से कम 15% सरकारी विद्युत के उपयोग का लक्ष्य निर्धारित किया है।[56] संयुक्त ताप और शक्ति विकास को प्रोत्साहित करने के लिए यूके के अन्य उपायों में वित्तीय प्रोत्साहन, अनुदान सहायता, एक बड़ा नियामक ढांचा और सरकारी नेतृत्व और साझेदारी शामिल हैं।

G8 देशों के लिए सह-उत्पादन विस्तार के IEA 2008 मॉडलिंग के अनुसार, अकेले फ्रांस, जर्मनी, इटली और यूके में सह-उत्पादन का विस्तार 2030 तक प्रभावी रूप से मौजूदा प्राथमिक ईंधन बचत को दोगुना कर देगा। इससे यूरोप की बचत आज के 155.69 Twh से बढ़कर 465 हो जाएगी। 2030 में Twh। इसके परिणामस्वरूप 2030 तक प्रत्येक देश की कुल सह-निर्मित विद्युत में 16% से 29% की वृद्धि होगी।

COGEN यूरोप जैसे संगठनों द्वारा सरकारों को उनके CHP प्रयासों में सहायता दी जा रही है जो यूरोप की ऊर्जा नीति के भीतर नवीनतम अपडेट के लिए एक सूचना केंद्र के रूप में कार्य करते हैं। COGEN यूरोप का छाता संगठन है जो सह-उत्पादन उद्योग के हितों का प्रतिनिधित्व करता है।

2017 में अनुसंधान और तकनीकी विकास परियोजना ene.field के लिए यूरोपीय सार्वजनिक-निजी भागीदारी ईंधन सेल और हाइड्रोजन संयुक्त प्रौद्योगिकी पहल फ्रेमवर्क कार्यक्रम[57] 12 राज्यों में 1,000 आवासीय फ्यूल सेल संयुक्त ताप और शक्ति (सूक्ष्म सीपीएच ) प्रतिष्ठान। प्रति 2012 पहले 2 इंस्टॉलेशन हो चुके हैं।[58][59][60]


यूनाइटेड किंगडम में सह-उत्पादन

यूनाइटेड किंगडम में, संयुक्त ताप और शक्ति क्वालिटी एश्योरेंस स्कीम हीट और पावर के संयुक्त उत्पादन को नियंत्रित करती है। इसे 1996 में पेश किया गया था। यह इनपुट और आउटपुट की गणना के माध्यम से, ऊष्मा और विद्युत के पारंपरिक अलग उत्पादन के खिलाफ प्राथमिक ऊर्जा बचत की उपलब्धि के संदर्भ में अच्छी गुणवत्ता वाले संयुक्त ताप और शक्ति को परिभाषित करता है। सरकारी सब्सिडी और कर प्रोत्साहन के लिए पात्र होने के लिए सह-उत्पादन प्रतिष्ठानों के लिए संयुक्त ताप और विद्युत गुणवत्ता आश्वासन का अनुपालन आवश्यक है।[61]


संयुक्त राज्य अमेरिका में सह-उत्पादन

File:Mirant Kendall Cogeneration Station.jpg
कैंब्रिज, मैसाचुसेट्स में 250 मेगावाट का केंडल सह-उत्पादन स्टेशन संयंत्र

संभव्यता ऊर्जा पुनर्चक्रण का पहला आधुनिक प्रयोग थॉमस एडिसन ने किया था। उनका 1882 का पर्ल स्ट्रीट स्टेशन , दुनिया का पहला वाणिज्यिक विद्युत संयंत्र, एक संयुक्त ताप और विद्युत संयंत्र था, जो विद्युत और तापीय ऊर्जा दोनों का उत्पादन करता था, जबकि पड़ोसी इमारतों को गर्म करने के लिए अपशिष्ट ऊष्मा का उपयोग करता था।[62] पुनर्चक्रण ने एडिसन के संयंत्र को लगभग 50 प्रतिशत दक्षता प्राप्त करने की स्वीकृति दी।

1900 के प्रारंभ में, क्षेत्रीय उपयोगिताओं द्वारा प्रबंधित केंद्रीकृत संयंत्रों के निर्माण के माध्यम से ग्रामीण विद्युतीकरण को बढ़ावा देने के लिए विनियम उभरे। इन विनियमों ने न केवल पूरे देश में विद्युतीकरण को बढ़ावा दिया, बल्कि उन्होंने विकेंद्रीकृत विद्युत उत्पादन को भी हतोत्साहित किया, जैसे सह-उत्पादन।

1978 तक, कांग्रेस ने माना कि केंद्रीय विद्युत संयंत्रों में दक्षता स्थिर हो गई थी और सार्वजनिक उपयोगिता नियामक नीतियां अधिनियम (PURPA) के साथ अधिकतम दक्षता को प्रोत्साहित करने की मांग की, जिसने उपयोगिताओं को अन्य ऊर्जा उत्पादकों से विद्युत खरीदने के लिए प्रोत्साहित किया।

संयुक्त राज्य अमेरिका में जल्द ही लगभग 8% ऊर्जा का उत्पादन करने वाले सह-उत्पादन संयंत्रों का प्रसार हुआ।[63] हालांकि, बिल ने कार्यान्वयन और प्रवर्तन को अलग-अलग राज्यों पर छोड़ दिया, जिसके परिणामस्वरूप देश के कई हिस्सों में बहुत कम या कुछ भी नहीं किया जा रहा है।[citation needed] संयुक्त राज्य अमेरिका के ऊर्जा विभाग का संयुक्त ताप और शक्ति गठित करने का एक आक्रामक लक्ष्य है 2030 तक उत्पादन क्षमता का 20%।[citation needed] आठ स्वच्छ ऊर्जा अनुप्रयोग केंद्र[64] देश भर में स्थापित किया गया है। उनका मिशन व्यवहार्य ऊर्जा विकल्पों के रूप में स्वच्छ ऊर्जा (संयुक्त ऊष्मा और विद्युत, अपशिष्ट ऊष्मा वसूली, और विशिष्टता वाला क्षेत्र ऊर्जा) प्रौद्योगिकियों का नेतृत्व करने के लिए आवश्यक आवश्यक प्रौद्योगिकी अनुप्रयोग ज्ञान और शैक्षिक बुनियादी ढांचे को विकसित करना और उनके कार्यान्वयन से जुड़े किसी भी कथित जोखिम को कम करना है। अनुप्रयोग केंद्रों का ध्यान अंतिम उपयोगकर्ताओं, नीति निर्माताओं, उपयोगिताओं और उद्योग हितधारकों के लिए एक आउटरीच और प्रौद्योगिकी परिनियोजन कार्यक्रम प्रदान करना है।

न्यू इंग्लैंड और मध्य अटलांटिक में उच्च विद्युत दरें संयुक्त राज्य अमेरिका के इन क्षेत्रों को सह-उत्पादन के लिए सबसे अधिक लाभदायक बनाती हैं।[65][66]


विद्युत उत्पादन प्रणालियों में अनुप्रयोग

जीवाश्म

निम्नलिखित पारंपरिक विद्युत संयंत्रों में से कोई भी संयुक्त शीतलन, ऊष्मा और विद्युत प्रणाली में परिवर्तित हो सकता है:[67]

  • कोयला
  • गैस टर्बाइन#माइक्रो टर्बाइन
  • प्राकृतिक गैस
  • तेल
  • गैस टर्बाइन

परमाणु

नवीकरणीय

यह भी देखें


आगे की पढाई

  • Steam, Its Generation and Use (35 ed.). Babcock & Wilson Company. 1913.
  • Nuno Domingues et al, Technical-Economic Feasibility Study of a Tri-Generation System in an Isolated Tropical Island, International Journal of Energy Optimization and Engineering (2022). http://doi.org/10.4018/IJEOE.309416


संदर्भ

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